Vashiány és öregedés
A növények megfelelő fejlődéséhez, növekedéséhez elengedhetetlen a fotoszintézis, vagyis a fény energiájának felhasználása a felépítő anyagcserében. A fotoszintézis folyamatai a kloropasztiszokban mennek végbe, a rendszer felépüléséhez és működéséhez pedig jelentős mennyiségű vasra van szükség. Ezért a növények vastartalmának 90%-a a kloroplasztiszokban található. Ahogyan az emberi szervezetben vas hiányában vérszegénység alakul ki, a növényi vashiány úgy nevezett klorózis tünet-együttest okoz:
a kloroplasztiszokban vas hiányában nem szintetizálódik elég klorofill-molekula, a levelek zöldülése így elmarad.
Az ELTE Növényélettani és Molekuláris Növénybiológiai Tanszék kutatói elsőként találtak összefüggést a növények vas-ellátása és a zöld színtestek, azaz a kloroplasztiszok vas-felvételében. Kimutatták, hogy ha vas hiányában megváltozik vagy akár teljesen leáll a kloroplasztiszokba irányuló vas-szállítás, így a fotoszintézis veszélybe kerül.
A fotoszintézis folyamatához van szükség legnagyobb mértékben vasra.
Dr. Solti Ádám, a kutatások vezetője szerint az eredmények meglepőek, mivel eddig úgy tartották, hogy a kloroplasztiszok igyekeznek minél több vasat felvenni, hogy elsődlegesen a fotoszintézis tudjon maradéktalanul végbemenni. Most viszont felismerték, hogy ha a növényben nincs elegendő mennyiségű vas, a fotoszintézis háttérbe szorul és a még rendelkezésre álló vas inkább a fiatal szövetek felé mozog, hogy azok fejlődését segítse.
„Meglepő módon az elégtelen vas-ellátás visszaható módon maguknak a kloroplasztiszoknak a vas-felvételét is gátolja már kifejlett levelekben” – magyarázza Sági-Kazár Máté, aki a kloroplasztiszok vas-anyagcseréjéből írja diplomadolgozatát.
Az ELTE Természettudományi Karán folyó kutatásokban repce modellnövények alacsony és magas
vasellátása mellett, idős és fiatal leveleken vizsgálták a kutatók, miként viselkednek
a kloroplasztiszok vas-háztartásában ismert komponensek.
A fotoszintézisben két fehérje, a NiCo és a PIC1 fehérjék együttműködve játszanak szerepet. Az ELTE kutatói rájöttek, hogy a NiCo fehérjének más funkciója is lehet a kloroplasztiszok vas-homeosztázisának fenntartásában. „Jelenlegi elképzelések szerint ennek a fehérjének a vas érzékelésében, exportjában és re-lokalizációjában is lehet szerepe” – teszi hozzá Solti Ádám.
A kutatások jelentős előrelépést jelentenek a növények vas-többletének a megértésében is.
„A vas túlzott mennyisége a növényekben és az emberi szervezetben is jelentős károsodásokat, úgy nevezett oxidatív stresszt idéz elő, ezért a vas-bejutás nagyon erős kontroll alatt áll”
– fogalmaz a kutató. A kloroplasztiszok vas-háztartásának megértése hozzásegít a mezőgazdasági növénytermesztésben fontos növények ehető részeiben a vastartalom növeléséhez, mely az emberi táplálkozásra is pozitív hatást gyakorol, de lehetőséget teremt a szervezet-szintű vas-újraelosztásba történő beavatkozásra is.